基于靜液壓傳動的蓄電池軌道車電液混合加速策略

(1.西南交通大學(xué)先進(jìn)驅(qū)動節(jié)能技術(shù)教育部工程研究中心，四川成都 610031；2.四川省機械研究設(shè)計院，四川成都 610023)

引言

軌道車是軌道交通線路建設(shè)與運營維護(hù)過程中的重要車種，具有牽引、提供作業(yè)平臺與起重搬運等功能[1]。發(fā)動機較低的工作效率(15%～25%)導(dǎo)致內(nèi)燃軌道車耗能嚴(yán)重且排放有害氣體[2]，特別是在地鐵隧道施工建設(shè)和運營維護(hù)時，其廢氣排放和噪音已經(jīng)給工程人員造成巨大的人身傷害。

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展尤其是動力電池技術(shù)水平的提高[3]，軌道車也開始朝著新能源方向發(fā)展。中車株洲電力機車有限公司研制的蓄電池軌道車已在新加坡、香港與廣州等地區(qū)的地鐵領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，電力牽引的固有特性使得以低速重載工況為主的蓄電池軌道車綜合能量利用低[4](工程應(yīng)用中，綜合能量利用率僅約30%)。為此，課題組將靜液壓傳動系統(tǒng)(HST)應(yīng)用在蓄電池軌道車上構(gòu)成電-靜液壓(EHS)驅(qū)動系統(tǒng)[1]，通過HST系統(tǒng)的無級調(diào)速特性讓牽引電機始終工作在額定轉(zhuǎn)速附近，以此來改善整車綜合能量利用率。

EHS系統(tǒng)雖然改善了整車綜合能量利用率，但大慣性蓄電池軌道車在起步或加速時，瞬時加速大扭矩需求導(dǎo)致電池組產(chǎn)生較大的電流沖擊，這會縮短電池組壽命[5]。液壓蓄能器具有功率密度高、易實現(xiàn)能量儲存與釋放等優(yōu)點[6]，廣泛應(yīng)用在重型車輛和工程機械上，用以改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)[7]提出了最小瞬時等效燃油消耗策略，可改善液壓混合動力車輛燃油經(jīng)濟(jì)性接近30%。文獻(xiàn)[8]以節(jié)能效果最佳為原則設(shè)計了基于邏輯門限的能量控制策略，實時控制混合動力系統(tǒng)的能量分配，以此來提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合了蓄電池高能量密度和液壓蓄能器高功率密度的電液混合動力技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型車輛驅(qū)動技術(shù)，可有效降低蓄電池放電強度并延長整車?yán)m(xù)航里程[9]。目前，國內(nèi)外對電液混合動力技術(shù)的研究尚處于起步階段。文獻(xiàn)[10]設(shè)計了一套用于純電動車輛的電液混合動力系統(tǒng)，提出的再生制動控制策略可有效抑制能量回收過程中發(fā)電機產(chǎn)生的大電流并提高能量回收效率。文獻(xiàn)[11]將電液混合動力技術(shù)應(yīng)用在城市車輛上，可降低城市貨車30%的放電強度以及延長城市公交車50%的續(xù)航里程。文獻(xiàn)[12]設(shè)計了一套并聯(lián)型電液混合動力系統(tǒng)，基于UDDS工況對比分析純電動驅(qū)動系統(tǒng)和電液混合動力系統(tǒng)的電耗和電流沖擊頻率、幅值，結(jié)果表明，電液混合動力系統(tǒng)可降低35%的電能消耗，而且蓄電池的電流沖擊頻率和幅值均顯著下降。以上成功應(yīng)用的案例均表明了電液混合動力技術(shù)的優(yōu)勢與潛力。

1 電液混合動力系統(tǒng)工作原理

電液混合動力系統(tǒng)是以靜液壓傳動系統(tǒng)為基礎(chǔ)建立起來的新型車輛驅(qū)動系統(tǒng)，原理如圖1所示。變量泵10和二次元件11構(gòu)成的HST系統(tǒng)可使?fàn)恳姍C始終工作在額定轉(zhuǎn)速附近，通過調(diào)節(jié)變量泵/二次元件排量實現(xiàn)車速的無級調(diào)節(jié)，以此來改善低速重載工況下電力牽引效率低下的問題。

1～4.二位二通開關(guān)閥 5～7.單向閥 8、9.電磁離合器10.變量泵 11.二次元件 12.液壓馬達(dá)圖1 基于靜液壓傳動的電液混合動力系統(tǒng)

電液混合動力系統(tǒng)由流量耦合回路、扭矩耦合回路和液壓再生制動回路構(gòu)成。其中，流量耦合回路由高壓蓄能器和比例放液閥組成，在保證總輸出流量等于負(fù)載需求流量的前提上，減小變量泵10的流量輸出，讓流量耦合回路釋放相應(yīng)的流量減小部分，從而減小泵的能量消耗。扭矩耦合回路由高壓蓄能器、比例減壓閥、開關(guān)閥4和液壓馬達(dá)12組成，工作時離合器9接通，液壓儲能經(jīng)液壓馬達(dá)12轉(zhuǎn)化為機械能后與二次元件11輸出并聯(lián)混合，共同提供整車驅(qū)動扭矩。液壓再生制動回路由二次元件11和開關(guān)閥(1～3)組成，車輛制動時，電磁離合器8和9脫離，電機處于怠速狀態(tài)，二次元件11在車輛慣性的作用下仍以原旋向轉(zhuǎn)動，開關(guān)閥1和2打開、3關(guān)閉，二次元件11工作在泵工況，將制動能量轉(zhuǎn)化為液壓能儲存在高壓蓄能器中，并為整車提供一定的液壓制動扭矩，從而減小因摩擦制動引起的閘瓦磨損及發(fā)熱嚴(yán)重問題，且提高了整車的制動安全性。

由于大慣性蓄電池軌道車的制動能量十分可觀，因此劉桓龍等[13]已針對蓄電池軌道車的電液混合動力系統(tǒng)再生制動特性展開了研究，結(jié)果表明，在滿足制動要求的情況下，再生制動能量能夠?qū)崿F(xiàn)液壓蓄能器的完全充能。由于本研究側(cè)重于液壓儲能的再利用特性，而未對電液混合動力系統(tǒng)的再生制動特性展開研究。因此，基于蓄能器油液已充滿的前提下展開電液功率耦合特性的研究。

另外有必要指出的是，本研究提出的電液混合動力系統(tǒng)雖然較為復(fù)雜，但這種能量混合形式無疑是解決蓄電池軌道車應(yīng)用不足的最佳方案。且近年來隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是電磁閥頻響精度和液壓伺服技術(shù)水平的不斷提高，這使得復(fù)雜液壓系統(tǒng)在實際工程中的應(yīng)用成為可能。

2 電液混合動力系統(tǒng)能量分配

電液混合動力系統(tǒng)的能量分配是實現(xiàn)蓄電池軌道車節(jié)能的重要手段，也是整車控制策略制定的基礎(chǔ)，因此對其展開研究是十分必要的。

2.1 系統(tǒng)功率流

電液混合動力系統(tǒng)的功率流由電功率、流量耦合功率、扭矩耦合功率和液壓再生制動功率4部分組成，如圖2所示。

考慮各傳動環(huán)節(jié)效率，蓄電池軌道車行駛所需驅(qū)動功率可表示為：

(1)

式中，Pb—— 蓄電池放電功率

ηdchrg—— 蓄電池放電效率

ηe—— 牽引電機效率

ηp—— 變量泵效率

Pf，Pt—— 分別為流量、扭矩耦合回路中液壓蓄能器輸出功率

ηf，ηt—— 分別為流量、扭矩耦合回路中液壓蓄能器放液效率

ηv1，ηv2—— 分別為液壓閥組1，2工作效率

ηsc—— 二次元件效率

ηm—— 液壓馬達(dá)效率

ηpg—— 行星齒輪傳動效率

ηg—— 主減速器傳動效率

流量、扭矩耦合回路中液壓蓄能器釋放的液壓功率Pf和Pt分別為：

(2)

(3)

式中,q—— 流量耦合回路放液流量

p—— HST系統(tǒng)工作壓力

Δpm—— 液壓馬達(dá)進(jìn)出口壓差

Vm—— 液壓馬達(dá)排量

nm—— 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速

圖2 電液混合動力系統(tǒng)功率流

聯(lián)立式(1)～式(3)，可得式(4)：

(4)

2.2 電液混合動力系統(tǒng)工作模式

軌道車的行駛過程可分為4個階段：起步、勻速、加速和制動階段。根據(jù)不同行駛階段的工況特點，將式(4)中的三路驅(qū)動功率進(jìn)行組合，以使蓄電池和牽引電機在四個階段中均工作在最佳狀態(tài)。因此，可以得到公式(5)：

(5)

式中，v0，a分別為軌道車初始速度和加速度；。

式(5)表明了電液混合動力系統(tǒng)4種工作模式。

1) 起步模式

蓄電池軌道車起步時的峰值扭矩需求使得蓄電池處于大電流放電狀態(tài)，這對蓄電池、電控系統(tǒng)壽命和續(xù)航里程均有不利影響。軌道車起步時，電機不輸出功率，釋放液壓儲能輔助軌道車起步至某一速度或直至液壓儲能釋放完時電力系統(tǒng)才介入工作，以此來消除軌道車起步時的大電流沖擊。

2) 勻速模式

勻速工況下，軌道車牽引力只需克服摩擦阻力和坡道阻力(相較于車輛慣性負(fù)載要小很多)，穩(wěn)定的功率需求可使?fàn)恳姍C工作在高效區(qū)內(nèi)。因此，該工況下只由牽引電機提供整車驅(qū)動功率。另外，電機的富余功率還可經(jīng)比例放液閥給液壓蓄能器充能，可進(jìn)一步改善電機的工作點，且為需要瞬時大功率的工況儲備了能量。

3) 加速模式

加速工況下，保持電功率不變(等于勻速工況下電功率)，由液壓儲能系統(tǒng)跟隨并補償另一部分負(fù)載需求功率。即在保證整車加速性能不變的基礎(chǔ)上，釋放部分液壓儲能與二次元件進(jìn)行扭矩耦合來降低HST系統(tǒng)壓力后再釋放另一部分液壓儲能與液壓泵進(jìn)行流量耦合來實現(xiàn)與電功率的并聯(lián)混合，達(dá)到降電流沖擊與延長車輛續(xù)航里程的目的，這也是本研究的研究重點。

4) 制動模式

液壓再生制動是實現(xiàn)工況間功率遷移的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。重載大慣量軌道車的制動能量十分可觀，傳統(tǒng)的摩擦制動安全性和可靠性差，且發(fā)熱嚴(yán)重，不僅會降低閘瓦的使用壽命，而且浪費大量能源。軌道車制動時，電機處于怠速狀態(tài)，切換液壓回路，將制動能量儲存于液壓蓄能器中，為軌道車起步或加速工況儲備能量并提供一定的液壓制動扭矩。

3 電液功率耦合特性分析

3.1 仿真工況及模型

1) 基本仿真參數(shù)

軌道車的技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 軌道車技術(shù)參數(shù)

軸列式為(B0-B0)的軌道車配有4套電液混合動力系統(tǒng)，即每套系統(tǒng)驅(qū)動1根車軸。因此，本研究以1/4軌道車模型進(jìn)行仿真分析，電液混合動力系統(tǒng)(一套)主參數(shù)配置見表2。

表2 電液混合動力系統(tǒng)主參數(shù)

2) 仿真模型

在AMESim中建立如圖3所示的電液混合動力系統(tǒng)的硬件仿真模型。其中，用質(zhì)量塊模擬軌道工程的車質(zhì)量及其所受負(fù)載阻力，用齒輪-齒條將二次元件與液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為質(zhì)量塊的平動。

圖3 電液混合動力系統(tǒng)仿真模型

3) 仿真工況

以軌道車在30‰坡道下的運行工況為例進(jìn)行仿真分析，運行工況見圖4。(負(fù)載阻力為12334 N，包括滾動摩擦阻力和軌道車重力沿坡道向下分力,忽略風(fēng)阻)。

圖4 30‰坡道運行工況

3.2 液壓蓄能器放液特性

氣囊式液壓蓄能器的工作特性決定其出口壓力和流量均是變化的，為使液壓蓄能器釋放的液壓功率可控，在流量耦合液壓蓄能器的出口串聯(lián)比例流量閥，通過PID實時控制閥口開度，確保其輸出的油液流量恒定。PID控制器參數(shù)設(shè)置為：Kp=12；TI=0.12；TD=0.02，采集比例流量閥出口油液流量作為反饋信號，仿真得到的輸入信號和實際油液流量之間的關(guān)系如圖5所示。

從圖中知，為響應(yīng)系統(tǒng)的流量需求，在比例放液閥口開啟的瞬間，其實際輸出流量有一定的超調(diào)量，且放液流量越大，超調(diào)量越小。但通過PID控制器的調(diào)節(jié)后，輸出流量迅速恢復(fù)至目標(biāo)值且保持穩(wěn)定。因此，采用PID控制算法來控制比例放液閥的輸出流量，可使實際油液流量和控制信號基本保持一致，具有良好的控制效果。

圖5 輸入信號與實際油液流量

3.3 起步特性分析

由2.2節(jié)電液混合動力系統(tǒng)的工作模式知，軌道車起步時，電力牽引系統(tǒng)不工作，由液壓儲能系統(tǒng)提供軌道車起步扭矩，因此需分析液壓儲能系統(tǒng)是否滿足軌道車的起步需求。設(shè)置比例放液閥的目標(biāo)流量為23 L/min，比例減壓閥調(diào)定壓力為20 MPa，液壓馬達(dá)排量為80 mL/r，仿真結(jié)果如圖6所示。

圖6 液壓儲能系統(tǒng)輔助起步特性

由圖6的速度-時間曲線知，液壓儲能系統(tǒng)能很好地滿足軌道車的起步要求，且起步至目標(biāo)車速所需時間僅約為7.9 s。

3.4 電液功率分配比對動力耦合特性影響

加速工況下，電液混合動力系統(tǒng)中的三路驅(qū)動功率均參與工作，而不同電液功率分配比下的動力耦合特性必然不同，因此需要進(jìn)行仿真分析。制定的電液功率分配比見表3。

表3 電液功率分配比

設(shè)置軌道車的初始速度為3 km/h進(jìn)行仿真分析，結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同電液功率分配比的仿真結(jié)果

由圖7a知，不同的電液功率分配比基本都能滿足軌道車行駛的速度要求。當(dāng)功率分配比為a=1,b=0,c=0時，2次加速過程中均出現(xiàn)較大的扭矩與功率沖擊。軌道車以3 km/h的速度勻速行駛時，消耗的電功率僅為13.8 kW，而加速至6 km/h的過程中，需消耗的電功率為37 kW。再如軌道車以6 km/h的速度勻速行駛時，消耗的電功率僅為27.5 kW，而加速至12 km/h 的過程中，消耗的電功率高達(dá)74 kW，電功率不平衡性突出，這將加劇電能消耗，同時使得蓄電池循環(huán)使用壽命與整車?yán)m(xù)航里程較短。當(dāng)功率分配比為a=0.8,b=0.1,c=0.1時，雖可在一定程度上削減電功率的波峰，但由于液壓儲能功率占比較小導(dǎo)致削減效果較差。當(dāng)功率分配比為a=0.6,b=0.2,c=0.2時，能較好地抑制電功率的沖擊，并節(jié)約電能消耗，但仍有提升空間。當(dāng)功率分配比為a=0.6,b=0.1,c=0.3時，在40 s左右出現(xiàn)了電功率的負(fù)超調(diào)，這是因為流量耦合回路功率占比較大，使得液壓蓄能器的放液壓力下降較快，因此很難持續(xù)釋放恒定流量的油液，導(dǎo)致流量發(fā)生突變從而導(dǎo)致主系統(tǒng)流量與車速不匹配，使得HST系統(tǒng)壓力出現(xiàn)突變，最終出現(xiàn)功率波谷的情況。當(dāng)功率分配比為a=0.6,b=0.3,c=0.1時，在48 s左右即加速至12 km/h結(jié)束時出現(xiàn)了較大的功率沖擊，這是因為扭矩耦合回路承擔(dān)的負(fù)載扭矩較大，使得HST系統(tǒng)壓力低于勻速運行時的壓力，當(dāng)加速至目標(biāo)車速時，扭矩耦合回路不再提供扭矩輸出，致使二次元件所需克服的負(fù)載扭矩變大，從而使得HST系統(tǒng)的壓力驟升，進(jìn)而導(dǎo)致了電功率沖擊。

綜上可得：電液功率的分配比對電功率的影響較明顯，且若電液功率分配不當(dāng)，會導(dǎo)致電液混合動力系統(tǒng)的工作效果較差。因此需根據(jù)電液混合動力系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)制定軌道車的加速策略，以實時根據(jù)駕駛員意圖對整車能量進(jìn)行分配。

4 加速控制策略與建模

對車用鋰離子電池而言，過放電電流會降低蓄電池容量和循環(huán)使用壽命。據(jù)現(xiàn)有研究可知，放電倍率為2C時，經(jīng)過多次循環(huán)使用后蓄電池容量會衰減50%[14]。為了削減加速工況下蓄電池的大放電電流沖擊，本節(jié)將對軌道車的加速策略展開研究。

4.1 電液混合動力系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)

1) 蓄電池放電強度

從電液混合動力系統(tǒng)動力源端分析，牽引電機輸出功率可表示為：

Pe=UbIbηdchrgηe

(6)

式中,Ub—— 蓄電池路端電壓

Ib—— 蓄電池放電電流

液壓泵可看作電機負(fù)載，從負(fù)載端分析，牽引電機輸出功率又可表示為:

(7)

式中,xp—— 液壓泵排量比

Dp—— 液壓泵最大排量

Δp—— 液壓泵進(jìn)出口壓差

ne—— 電機轉(zhuǎn)速

ηpm—— 液壓泵機械效率

聯(lián)立式(6)和式(7)，可得：

(8)

式中各傳動環(huán)節(jié)效率可看為常數(shù)。

電液混合動力系統(tǒng)的無級調(diào)速特性可使電機始終工作在額定轉(zhuǎn)速附近，即ne可看作常數(shù)。另外，蓄電池放電時，其路端電壓Ub波動范圍較小[15]，也可近似看作定值。由式(8)知，蓄電池放電電流大小取決于液壓泵排量比xp(液壓泵工作排量)和液壓泵進(jìn)出口壓差Δp(取決于HST系統(tǒng)工作壓力p)。

2) 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)

軌道車加速時，為響應(yīng)車速和負(fù)載需求，液壓泵工作排量與靜液傳動系統(tǒng)工作壓力均會驟增，從而產(chǎn)生放電電流沖擊。為改善蓄電池在軌道工程應(yīng)用中的循環(huán)使用壽命，本研究提出了最小功率沖擊的加速策略，旨在削減加速工況下蓄電池的大放電電流沖擊。

最小放電電流沖擊的加速策略優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)可表示為：

(9)

式中，ΔIb—— 放電電流變化量

ΔPe—— 電功率變化量

ΔV—— 液壓泵工作排量變化量

Δph—— HST系統(tǒng)工作壓力變化量

由上式知，最小放電電流沖擊的加速策略核心思想是使液壓泵工作排量與HST系統(tǒng)工作壓力的變化量趨于最小值，從而使得電流沖擊達(dá)到最小。采用最小功率沖擊的加速策略擬達(dá)到的控制效果如圖8所示。

軌道車勻速行駛時，牽引電機的輸出功率較穩(wěn)定，此時系統(tǒng)的工作狀態(tài)較佳。當(dāng)駕駛員發(fā)出加速命令后，牽引電機的輸出功率會出現(xiàn)劇增，增加電耗的同時也降低了蓄電池及電控系統(tǒng)的使用壽命，使得整車?yán)m(xù)航里程較短?；诖?，在保證整車加速性能不變的基礎(chǔ)上，使?fàn)恳姍C輸出功率同勻速所需功率保持一致，而讓液壓儲能系統(tǒng)跟隨并補償原功率的沖擊部分，以此來實現(xiàn)電功率沖擊的最小化。

圖8 電液混合動力系統(tǒng)控制目標(biāo)

4.2 基于最小放電電流沖擊的加速控制策略

1) 數(shù)學(xué)模型

軌道車加速時，大量油液的突然聚集使得HST系統(tǒng)處于溢流狀態(tài)，此時扭矩耦合回路釋放液壓儲能并分得部分負(fù)載扭矩，使得HST系統(tǒng)壓力降至勻速時的壓力，于是有：

(10)

式中,pc—— 勻速時HST系統(tǒng)工作壓力

pL—— 回油路壓力

pm—— 液壓馬達(dá)入口壓力

pa—— 加速時HST系統(tǒng)工作壓力

于是可得:

(11)

即當(dāng)扭矩耦合回路中液壓馬達(dá)排量與工作壓力滿足(pm-pL)Vm=(pa-pc)Vsc時，可使HST系統(tǒng)的工作壓力降至勻速時的壓力。

系統(tǒng)流量與車速有關(guān)。設(shè)軌道車正以速度vc勻速行駛，某一時刻起，根據(jù)駕駛意圖軌道車開始加速，且目標(biāo)車速為va，于是有:

(12)

式中,i—— 主減速比

r—— 車輪半徑

ηsv—— 二次元件容積效率

于是可得:

(13)

圖9 基于最小放電電流沖擊的加速策略原理

因此，當(dāng)流量耦合回路的放液流量滿足上式時，即可使液壓泵的工作排量與勻速工況下保持一致。

2) 控制策略具體實現(xiàn)

基于最小放電電流沖擊的加速控制策略原理如圖9所示。

電液混合動力系統(tǒng)中的壓力傳感器、流量傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器分別將高低壓側(cè)壓力、系統(tǒng)流量和輸出軸轉(zhuǎn)速反饋到主控制器。主控制器將駕駛員操作的加速踏板信號解釋為軌道車行駛的目標(biāo)車速，并下發(fā)指令控制液壓泵、比例溢流閥、比例流量閥和比例減壓閥至相應(yīng)的工作位置以實現(xiàn)軌道車的加速。

由上述分析可知，基于最小放電電流沖擊的加速策略理論上可實現(xiàn)液壓泵工作排量與HST系統(tǒng)工作壓力的零沖擊，進(jìn)而實現(xiàn)電功率的零沖擊，但還需對其可行性與實行性進(jìn)行仿真驗證。

5 加速控制策略的可行性分析

5.1 AMESim-Simulink聯(lián)合仿真模型

建立的AMESim-Simulink聯(lián)合仿真模型如圖10所示。AMESim與Simulink之間的數(shù)據(jù)交換是通過interface接口來實現(xiàn)，接口的輸入端為AMESim向Simulink控制策略輸入的液壓系統(tǒng)狀態(tài)信息，輸出端為Simulink中的控制策略根據(jù)輸入信號進(jìn)行計算后發(fā)出到AMESim的控制信號[16]。

圖10 AMESim-Simulink聯(lián)合仿真模型

5.2 仿真結(jié)果與討論

當(dāng)軌道車起步至3 km/h后開始加速，為表明電液混合動力系統(tǒng)加速策略的可行性，將仿真結(jié)果與EHS系統(tǒng)進(jìn)行對比。由式(6)知，Pe∝Ib，即大電流沖擊必伴隨大功率沖擊。因此，本研究以牽引電機輸出功率和扭矩作為對比對象，以此來表明電液混合動力系統(tǒng)加速策略的有效性。聯(lián)合仿真得到的軌道車速度跟隨情況如圖11所示。

圖11 基于加速策略的軌道車速度曲線

從圖中可知，制定的加速策略能夠很好地滿足軌道車的速度要求，這也間接表明了制定的加速策略是可信的。EHS系統(tǒng)與電液混合動力系統(tǒng)的靜液系統(tǒng)壓力、電機輸出扭矩與功率的對比結(jié)果如圖12所示。

圖12 基于加速策略下的對比仿真結(jié)果

軌道車在兩次加速過程中(3→6 km/h、6→12 km/h)均產(chǎn)生較大的扭矩和功率沖擊，如圖12中虛線所示。而電液混合動力系統(tǒng)采用制定的加速策略對系統(tǒng)元件進(jìn)行實時控制，可完全消除加速過程中扭矩和功率沖擊，如圖中實線所示，這表明制定的加速策略對于抑制電功率及電流沖擊是非常有效的，且控制簡單、實用性強，為樣車的控制器研制奠定了基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

基于靜液傳動系統(tǒng)研發(fā)了一套應(yīng)用于蓄電池軌道車的并聯(lián)型電液混合動力系統(tǒng)，旨在削減軌道車起步或加速過程中蓄電池的大電流沖擊。

(1) 分析了電液混合動力系統(tǒng)的功率流，并根據(jù)不同行駛工況特點確定了系統(tǒng)能量分配規(guī)則，即4種工作模式；

(2) 分析了不同電液功率分配比下的動力耦合特性，并指出研究整車能量控制策略的必要性；

(3) 分析了電液混合動力系統(tǒng)中影響蓄電池放電電流強度的因素，據(jù)此制定了最小放電電流沖擊的加速策略；

(4) 利用AMESim-Simulink聯(lián)合仿真平臺對制定的加速策略可行性進(jìn)行分析，結(jié)果表明該策略可完全消除蓄電池的放電電流沖擊，控制策略行之有效，具有很高的實用價值。